JP2000055856A - ガス検知方法及び装置 - Google Patents
ガス検知方法及び装置Info
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- JP2000055856A JP2000055856A JP10222643A JP22264398A JP2000055856A JP 2000055856 A JP2000055856 A JP 2000055856A JP 10222643 A JP10222643 A JP 10222643A JP 22264398 A JP22264398 A JP 22264398A JP 2000055856 A JP2000055856 A JP 2000055856A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 応答速度が速く、かつ、検知精度の高いガス
検知方法および装置を提供すること。 【解決手段】 金属酸化物半導体を主成分とするガス感
応部２を有するガス検知素子を、昇温工程および降温工
程により複数の温度域に温度変更可能に構成し、前記被
検知ガスと接触状態に晒しつつ、所定の出力温度域にお
いて得られる前記金属酸化物半導体の抵抗値に基づく出
力から、被検知ガスを検知するに、前記ガス検知素子が
加熱工程時でかつ前記出力温度域になったときの出力か
ら前記被検知ガスを検知する。
検知方法および装置を提供すること。 【解決手段】 金属酸化物半導体を主成分とするガス感
応部２を有するガス検知素子を、昇温工程および降温工
程により複数の温度域に温度変更可能に構成し、前記被
検知ガスと接触状態に晒しつつ、所定の出力温度域にお
いて得られる前記金属酸化物半導体の抵抗値に基づく出
力から、被検知ガスを検知するに、前記ガス検知素子が
加熱工程時でかつ前記出力温度域になったときの出力か
ら前記被検知ガスを検知する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属酸化物半導体
を主成分とするガス感応部を有するガス検知素子を、昇
温工程および降温工程により複数の温度域に温度変更可
能に構成し、前記被検知ガスと接触状態に晒しつつ、所
定の出力温度域において得られる前記金属酸化物半導体
の抵抗値に基づく出力から、被検知ガスを検知するガス
検知方法、あるいは、金属酸化物半導体を主成分とする
ガス感応部を有するガス検知素子を備え、前記ガス検知
素子を加熱する加熱手段を備えたガス検知素子を設け、
そのガス検知素子の抵抗値を測定可能なガス検知回路に
組み込み、そのガス検知素子を被検知ガスと接触自在に
設けたガス検知装置に関する。
を主成分とするガス感応部を有するガス検知素子を、昇
温工程および降温工程により複数の温度域に温度変更可
能に構成し、前記被検知ガスと接触状態に晒しつつ、所
定の出力温度域において得られる前記金属酸化物半導体
の抵抗値に基づく出力から、被検知ガスを検知するガス
検知方法、あるいは、金属酸化物半導体を主成分とする
ガス感応部を有するガス検知素子を備え、前記ガス検知
素子を加熱する加熱手段を備えたガス検知素子を設け、
そのガス検知素子の抵抗値を測定可能なガス検知回路に
組み込み、そのガス検知素子を被検知ガスと接触自在に
設けたガス検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のガス検知方法としては、
前記ガス検知素子を所定のガス検知可能な出力温度域に
維持した状態で、前記ガス検知素子が被検知ガスと接触
状態にある時の抵抗値に基づく出力を得るとともに、そ
の被検知ガスの成分を検知可能に構成していた。また、
それに対応するガス検知装置には、ガス検知装置の温度
が定常状態にあるときに出力を得るものが用いられてい
る。
前記ガス検知素子を所定のガス検知可能な出力温度域に
維持した状態で、前記ガス検知素子が被検知ガスと接触
状態にある時の抵抗値に基づく出力を得るとともに、そ
の被検知ガスの成分を検知可能に構成していた。また、
それに対応するガス検知装置には、ガス検知装置の温度
が定常状態にあるときに出力を得るものが用いられてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のガス検
知方法によれば、ガス検知素子の温度が出力温度域で定
常状態になったときにガス検知素子の感応部の抵抗値を
知ることができれば、雰囲気のガス組成が変化したとき
に、その抵抗値が変化し、被検知ガス中に目的とするガ
ス成分（検知対象ガス）が含まれるかどうかを知ること
が出来る。このとき、ガス検知素子の温度の出力温度域
で定常状態にあれば、精度の高い出力が得られ、ガス検
知が高精度に出来るものと考えられるのであるが、この
ようにして得られる出力を検知対象ガスの成分に換算し
ようとする場合、その出力とガス濃度との関係が一次関
係式には当てはまらず、そのために、正確な濃度変換が
できず、しかも、出力値のわずかな差異がガスの濃度と
しては大きな誤差に相当する場合があって、検知精度の
向上という点に着目した場合にあまり有効でない場合も
あった。
知方法によれば、ガス検知素子の温度が出力温度域で定
常状態になったときにガス検知素子の感応部の抵抗値を
知ることができれば、雰囲気のガス組成が変化したとき
に、その抵抗値が変化し、被検知ガス中に目的とするガ
ス成分（検知対象ガス）が含まれるかどうかを知ること
が出来る。このとき、ガス検知素子の温度の出力温度域
で定常状態にあれば、精度の高い出力が得られ、ガス検
知が高精度に出来るものと考えられるのであるが、この
ようにして得られる出力を検知対象ガスの成分に換算し
ようとする場合、その出力とガス濃度との関係が一次関
係式には当てはまらず、そのために、正確な濃度変換が
できず、しかも、出力値のわずかな差異がガスの濃度と
しては大きな誤差に相当する場合があって、検知精度の
向上という点に着目した場合にあまり有効でない場合も
あった。
【０００４】また、ガス検知素子を前記出力温度域で定
常状態に維持した後ガス検知を行うには、その出力温度
域の温度で安定するのを待って出力を得る必要があっ
て、ガスの検知を行う定常温度域、素子のパージを行う
パージ温度域を昇温、降温を繰り返しつつガス検知を繰
り返すシステムを採用する場合に、繰り返し単位時間が
長くなり、ガス検知にかかる応答速度が遅くなり、迅速
なガス検知が妨げられるという問題が生じやすかった。
常状態に維持した後ガス検知を行うには、その出力温度
域の温度で安定するのを待って出力を得る必要があっ
て、ガスの検知を行う定常温度域、素子のパージを行う
パージ温度域を昇温、降温を繰り返しつつガス検知を繰
り返すシステムを採用する場合に、繰り返し単位時間が
長くなり、ガス検知にかかる応答速度が遅くなり、迅速
なガス検知が妨げられるという問題が生じやすかった。
【０００５】従って、本発明の目的は、上記実状に鑑
み、応答速度が速く、かつ、検知精度の高いガス検知方
法および装置を提供することにある。
み、応答速度が速く、かつ、検知精度の高いガス検知方
法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】〔構成１〕この目的を達
成するための本発明のガス検知方法の特徴構成は、金属
酸化物半導体を主成分とするガス感応部を有するガス検
知素子を、昇温工程および降温工程により複数の温度域
にて温度変更可能に構成し、前記被検知ガスと接触状態
に晒しつつ、所定の出力温度域において得られる前記金
属酸化物半導体の抵抗値に基づく出力から、被検知ガス
を検知するのに、前記ガス検知素子が加熱工程時でかつ
前記出力温度域になったときの出力から前記被検知ガス
を検知する点にある。また、ガス感応部を、前記出力温
度域よりも低温の定常温度域から、前記出力温度域より
も高温のパージ温度域に昇温する昇温工程において出力
を得ることが好ましく、ガス感応部を、加熱しない常温
域から前記出力温度域よりも高温のパージ温度域に昇温
する昇温工程において出力を得ることが更に望ましい。
また、本発明のガス検知装置の特徴構成は、金属酸化物
半導体を主成分とするガス感応部を有するガス検知素子
を備え、前記ガス検知素子を加熱する加熱手段を備えた
ガス検知素子を設け、そのガス検知素子の抵抗値を測定
可能なガス検知回路に組み込み、そのガス検知素子を被
検知ガスと接触自在に設け、前記加熱手段により、前記
ガス検知素子を複数の設定温度域に温度設定可能にする
温度制御装置を設け、その設定温度域のうち、低温の温
度域から高温の温度域に昇温する昇温工程における、前
記ガス検知素子が出力温度域を経由する時の前記金属酸
化物半導体の抵抗値に基づき出力を得る出力部を設けた
事にある。
成するための本発明のガス検知方法の特徴構成は、金属
酸化物半導体を主成分とするガス感応部を有するガス検
知素子を、昇温工程および降温工程により複数の温度域
にて温度変更可能に構成し、前記被検知ガスと接触状態
に晒しつつ、所定の出力温度域において得られる前記金
属酸化物半導体の抵抗値に基づく出力から、被検知ガス
を検知するのに、前記ガス検知素子が加熱工程時でかつ
前記出力温度域になったときの出力から前記被検知ガス
を検知する点にある。また、ガス感応部を、前記出力温
度域よりも低温の定常温度域から、前記出力温度域より
も高温のパージ温度域に昇温する昇温工程において出力
を得ることが好ましく、ガス感応部を、加熱しない常温
域から前記出力温度域よりも高温のパージ温度域に昇温
する昇温工程において出力を得ることが更に望ましい。
また、本発明のガス検知装置の特徴構成は、金属酸化物
半導体を主成分とするガス感応部を有するガス検知素子
を備え、前記ガス検知素子を加熱する加熱手段を備えた
ガス検知素子を設け、そのガス検知素子の抵抗値を測定
可能なガス検知回路に組み込み、そのガス検知素子を被
検知ガスと接触自在に設け、前記加熱手段により、前記
ガス検知素子を複数の設定温度域に温度設定可能にする
温度制御装置を設け、その設定温度域のうち、低温の温
度域から高温の温度域に昇温する昇温工程における、前
記ガス検知素子が出力温度域を経由する時の前記金属酸
化物半導体の抵抗値に基づき出力を得る出力部を設けた
事にある。
【０００７】〔作用効果１〕つまり、金属酸化物半導体
を主成分とするガス感応部を有するガス検知素子を、昇
温工程および降温工程により複数の温度域にて温度変更
可能に構成すれば、一つのガス検知素子を、被検知ガス
を高感度に検知する事のできる出力温度域で被検知ガス
を検知する一方、前記感応部を高温のパージ温度域に加
熱して雰囲気中のオイルミスト等が付着して感度の低下
した感応部を再び活性化して、センサ出力の経時変化を
抑制することのできるガス検知素子を得、通常のガス検
知温度よりも、低温で作動させ、ガスの吸着能力を向上
させ、高出力のガス検知を行う等の制御をすることが出
来る。前記被検知ガスと接触状態に晒しつつ、所定の出
力温度域において得られる前記金属酸化物半導体の抵抗
値に基づく出力から、被検知ガスを検知すると、その出
力は、被検知ガスの濃度に対応した値を示すので、その
出力値を被検知ガスの濃度や、雰囲気ガスの安全性に関
する情報として得ることが出来、種々の目的で利用する
ことができる。
を主成分とするガス感応部を有するガス検知素子を、昇
温工程および降温工程により複数の温度域にて温度変更
可能に構成すれば、一つのガス検知素子を、被検知ガス
を高感度に検知する事のできる出力温度域で被検知ガス
を検知する一方、前記感応部を高温のパージ温度域に加
熱して雰囲気中のオイルミスト等が付着して感度の低下
した感応部を再び活性化して、センサ出力の経時変化を
抑制することのできるガス検知素子を得、通常のガス検
知温度よりも、低温で作動させ、ガスの吸着能力を向上
させ、高出力のガス検知を行う等の制御をすることが出
来る。前記被検知ガスと接触状態に晒しつつ、所定の出
力温度域において得られる前記金属酸化物半導体の抵抗
値に基づく出力から、被検知ガスを検知すると、その出
力は、被検知ガスの濃度に対応した値を示すので、その
出力値を被検知ガスの濃度や、雰囲気ガスの安全性に関
する情報として得ることが出来、種々の目的で利用する
ことができる。
【０００８】ここで、従来、通常のガス検知装置にあっ
ては、前記感応部が、出力温度域で安定した温度になっ
たところで出力を得ているのであるが、本発明者らは、
このときの出力は、ガスの濃度に対して一次関係式では
あらわされない、換算困難な関係を示す上に、その出力
レベルも被検知ガスの濃度に応じて高精度の検知が困難
である点に着目して鋭意研究したところ、前記ガス検知
素子が加熱工程時でかつ前記出力温度域になったときの
出力から前記被検知ガスを検知すると、その出力は、ガ
ス濃度に対してほぼ一次関係式であらわされるものとな
ると同時に、高い出力を示し、ガスの検知精度を向上さ
せるのに好適となることを新たに見いだし、本発明に至
った。すなわち、前記ガス検知素子が加熱工程時でかつ
前記出力温度域になったときの出力から前記被検知ガス
を検知すると、図３に示すように、出力と濃度とが一次
関係式を示すと同時に、高出力を呈し、精度の高いガス
検知が可能になった。また、ガス感応部を、前記出力温
度域よりも低温の定常温度域から、前記出力温度域より
も高温のパージ温度域に昇温する昇温工程において出力
を得ることにすれば、前記定常温度域において感応層が
被検知ガスを触媒燃焼させてしまわない程度に吸蔵する
ように温度制御しておくことにより、前記昇温工程時の
出力温度域にて触媒燃焼させられる被検知ガス量を増大
させることが出来るようになるので、高精度なガス検知
に有効となる。ガス感応部を、加熱しない常温域から前
記出力温度域よりも高温のパージ温度域に昇温する昇温
工程において出力を得ると出力応答が素早くなり、かつ
大きな出力が得られることから、さらに、精度の高いガ
ス検知に役立てることができる。 〔構成２〕また、本発明のガス検知装置の特徴構成は、
金属酸化物半導体を主成分とするガス感応部を有するガ
ス検知素子を備え、前記ガス検知素子を加熱する加熱手
段を備えたガス検知素子を設け、そのガス検知素子の抵
抗値を測定可能なガス検知回路に組み込み、そのガス検
知素子を被検知ガスと接触自在に設け、前記加熱手段に
より、前記ガス検知素子を複数の設定温度域に温度設定
可能にする温度制御装置を設け、その設定温度域のう
ち、低温の温度域から高温の温度域に昇温する昇温工程
における、前記ガス検知素子が出力温度域を経由する時
の前記金属酸化物半導体の抵抗値に基づき出力を得る出
力部を設けた事にある。 〔作用効果２〕つまり、上述の構成のガス検知装置は、
前記感応部を加熱手段により、複数の設定温度域を順次
切り替えつつ被検知ガスに対する出力を生み出すから、
その設定温度域の切替時に、昇温工程、降温工程を種々
の組み合わせで繰り返すことができる。このとき、先の
新知見より、前記出力部から昇温工程時に出力温度域を
経由する設定温度域間で、被検知ガスに対する出力を得
ることができるので、被検知ガスの高精度な検知をする
のに役立てることができる。その結果、精度が高くかつ
応答速度が速く、また、応答速度が速いためにガス検知
サイクルを短くでき、低温動作時間を長くとることによ
って省電力で作動させられるガス検知装置を得ることが
できる。
ては、前記感応部が、出力温度域で安定した温度になっ
たところで出力を得ているのであるが、本発明者らは、
このときの出力は、ガスの濃度に対して一次関係式では
あらわされない、換算困難な関係を示す上に、その出力
レベルも被検知ガスの濃度に応じて高精度の検知が困難
である点に着目して鋭意研究したところ、前記ガス検知
素子が加熱工程時でかつ前記出力温度域になったときの
出力から前記被検知ガスを検知すると、その出力は、ガ
ス濃度に対してほぼ一次関係式であらわされるものとな
ると同時に、高い出力を示し、ガスの検知精度を向上さ
せるのに好適となることを新たに見いだし、本発明に至
った。すなわち、前記ガス検知素子が加熱工程時でかつ
前記出力温度域になったときの出力から前記被検知ガス
を検知すると、図３に示すように、出力と濃度とが一次
関係式を示すと同時に、高出力を呈し、精度の高いガス
検知が可能になった。また、ガス感応部を、前記出力温
度域よりも低温の定常温度域から、前記出力温度域より
も高温のパージ温度域に昇温する昇温工程において出力
を得ることにすれば、前記定常温度域において感応層が
被検知ガスを触媒燃焼させてしまわない程度に吸蔵する
ように温度制御しておくことにより、前記昇温工程時の
出力温度域にて触媒燃焼させられる被検知ガス量を増大
させることが出来るようになるので、高精度なガス検知
に有効となる。ガス感応部を、加熱しない常温域から前
記出力温度域よりも高温のパージ温度域に昇温する昇温
工程において出力を得ると出力応答が素早くなり、かつ
大きな出力が得られることから、さらに、精度の高いガ
ス検知に役立てることができる。 〔構成２〕また、本発明のガス検知装置の特徴構成は、
金属酸化物半導体を主成分とするガス感応部を有するガ
ス検知素子を備え、前記ガス検知素子を加熱する加熱手
段を備えたガス検知素子を設け、そのガス検知素子の抵
抗値を測定可能なガス検知回路に組み込み、そのガス検
知素子を被検知ガスと接触自在に設け、前記加熱手段に
より、前記ガス検知素子を複数の設定温度域に温度設定
可能にする温度制御装置を設け、その設定温度域のう
ち、低温の温度域から高温の温度域に昇温する昇温工程
における、前記ガス検知素子が出力温度域を経由する時
の前記金属酸化物半導体の抵抗値に基づき出力を得る出
力部を設けた事にある。 〔作用効果２〕つまり、上述の構成のガス検知装置は、
前記感応部を加熱手段により、複数の設定温度域を順次
切り替えつつ被検知ガスに対する出力を生み出すから、
その設定温度域の切替時に、昇温工程、降温工程を種々
の組み合わせで繰り返すことができる。このとき、先の
新知見より、前記出力部から昇温工程時に出力温度域を
経由する設定温度域間で、被検知ガスに対する出力を得
ることができるので、被検知ガスの高精度な検知をする
のに役立てることができる。その結果、精度が高くかつ
応答速度が速く、また、応答速度が速いためにガス検知
サイクルを短くでき、低温動作時間を長くとることによ
って省電力で作動させられるガス検知装置を得ることが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。市販の塩化スズの市販のランタン
系金属の硝酸塩との混合水溶液を作成し、攪拌しつつア
ンモニア水溶液を滴下し、加水分解によりスズ酸を主成
分とする沈殿物を得た（共沈法）。得られた沈殿物を蒸
留水で数回洗浄し、塩素イオン等の余剰イオンを除去
し、乾燥後電気炉で焼成し、酸化スズ半導体を得た。こ
れをさらに粉砕して微粉体とし、分散媒を用いてペース
ト状にし、貴金属線１を覆って塗布し、乾燥後前記貴金
属線１に電流を流通させ、空気中で焼結し、一酸化炭素
に対する高い感度を有するガス検知素子Ｒｓを得た。こ
のガス検知素子において前記貴金属線１は、電流を流通
させたときにジュール熱を供給する加熱手段としても働
く。
に基づいて説明する。市販の塩化スズの市販のランタン
系金属の硝酸塩との混合水溶液を作成し、攪拌しつつア
ンモニア水溶液を滴下し、加水分解によりスズ酸を主成
分とする沈殿物を得た（共沈法）。得られた沈殿物を蒸
留水で数回洗浄し、塩素イオン等の余剰イオンを除去
し、乾燥後電気炉で焼成し、酸化スズ半導体を得た。こ
れをさらに粉砕して微粉体とし、分散媒を用いてペース
ト状にし、貴金属線１を覆って塗布し、乾燥後前記貴金
属線１に電流を流通させ、空気中で焼結し、一酸化炭素
に対する高い感度を有するガス検知素子Ｒｓを得た。こ
のガス検知素子において前記貴金属線１は、電流を流通
させたときにジュール熱を供給する加熱手段としても働
く。
【００１０】〔ガス検知装置〕このガス検知素子を図２
に示すブリッジ回路からなるガス検知回路に組み込み、
温度制御装置４として働く電源制御装置および、ブリッ
ジ出力を前記感応部の抵抗値に基づく出力として得る出
力部５を設けてガス検知装置として用いた。このときセ
ンサ出力（出力）は、以下の数式によって得られる。
に示すブリッジ回路からなるガス検知回路に組み込み、
温度制御装置４として働く電源制御装置および、ブリッ
ジ出力を前記感応部の抵抗値に基づく出力として得る出
力部５を設けてガス検知装置として用いた。このときセ
ンサ出力（出力）は、以下の数式によって得られる。
【００１１】Ｖ＝−Ｅ｛ｒｓ／（ｒｓ＋ｒ０）−ｒ１／
（ｒ１＋ｒ２）｝ ここで、各変数は以下のとおりである。 Ｖ ：センサ出力 Ｅ ：ブリッジ電圧 ｒｓ ：熱線型半導体式ガス検知素子の抵抗 ｒ０ ：固定抵抗Ｒ０の抵抗 ｒ１ ：固定抵抗Ｒ１の抵抗 ｒ２ ：固定抵抗Ｒ２の抵抗
（ｒ１＋ｒ２）｝ ここで、各変数は以下のとおりである。 Ｖ ：センサ出力 Ｅ ：ブリッジ電圧 ｒｓ ：熱線型半導体式ガス検知素子の抵抗 ｒ０ ：固定抵抗Ｒ０の抵抗 ｒ１ ：固定抵抗Ｒ１の抵抗 ｒ２ ：固定抵抗Ｒ２の抵抗
【００１２】また、感度は、検知ガス共存空気中の出力
と、清浄空気中出力との差として求めた。尚、相対感度
として感度を表記する場合、ある特定条件下の感度出力
を１とした比をもって他の条件下における感度を示した
ものを指すこととしている。
と、清浄空気中出力との差として求めた。尚、相対感度
として感度を表記する場合、ある特定条件下の感度出力
を１とした比をもって他の条件下における感度を示した
ものを指すこととしている。
【００１３】上述の実施の形態において、貴金属線とし
ては、白金線コイル、白金ロジウム合金線コイル等が用
いられ、種々の発熱体が用いられる。さらに、加熱手段
としては、前記貴金属線で兼用する構成としたが、他に
別途加熱用コイルを設けるなどしてもよい。また、分散
媒としては、１，３−ブタンジオール、グリセリン等の
有機溶媒を用いることが出来、さらに、前記感応層の製
造方法についても上述の方法に限らず種々の方法が採用
される。さらに、ガス検知素子の形態としても熱線型に
限らず、基盤型等、種々の形態のものが適用できる。
ては、白金線コイル、白金ロジウム合金線コイル等が用
いられ、種々の発熱体が用いられる。さらに、加熱手段
としては、前記貴金属線で兼用する構成としたが、他に
別途加熱用コイルを設けるなどしてもよい。また、分散
媒としては、１，３−ブタンジオール、グリセリン等の
有機溶媒を用いることが出来、さらに、前記感応層の製
造方法についても上述の方法に限らず種々の方法が採用
される。さらに、ガス検知素子の形態としても熱線型に
限らず、基盤型等、種々の形態のものが適用できる。
【００１４】前記ガス検知回路への電圧供給は、間欠的
に行い、このガス検知素子の起動時にはまず、図４に示
すように、パージ温度域に加熱する際には、定電圧を１
秒〜５秒間連続印加し、ガス検知素子の温度を約４００
℃〜５００℃に昇温させる昇温工程を行う。出力温度域
でガス検知素子に被検知ガスを吸蔵させるには、定電圧
の印加と停止を繰り返すことにより、ガス検知素子の温
度を２５０℃に安定させる降温工程を行う。通常温度の
安定には、約４秒を要する。ガス検知素子の温度が安定
し、十分な被検知ガスを吸蔵したら、前記ガス検知素子
を一旦常温まで冷却する降温工程を行う。この工程は、
通常１〜２秒行う。さらに、この後再び前記パージ温度
域に加熱する昇温工程を行い、以下同様の工程を行うこ
とでガス検知をおこなう。
に行い、このガス検知素子の起動時にはまず、図４に示
すように、パージ温度域に加熱する際には、定電圧を１
秒〜５秒間連続印加し、ガス検知素子の温度を約４００
℃〜５００℃に昇温させる昇温工程を行う。出力温度域
でガス検知素子に被検知ガスを吸蔵させるには、定電圧
の印加と停止を繰り返すことにより、ガス検知素子の温
度を２５０℃に安定させる降温工程を行う。通常温度の
安定には、約４秒を要する。ガス検知素子の温度が安定
し、十分な被検知ガスを吸蔵したら、前記ガス検知素子
を一旦常温まで冷却する降温工程を行う。この工程は、
通常１〜２秒行う。さらに、この後再び前記パージ温度
域に加熱する昇温工程を行い、以下同様の工程を行うこ
とでガス検知をおこなう。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。上述の実施の形態におけるガス検知方法を表１に
示す種々の条件で行い、一酸化炭素ガスを検知させたと
ころ、図３に示すようになった。
する。上述の実施の形態におけるガス検知方法を表１に
示す種々の条件で行い、一酸化炭素ガスを検知させたと
ころ、図３に示すようになった。
【００１６】
【表１】
【００１７】この条件下では、一酸化炭素ガスの濃度と
出力とが一次関係式を示すので、出力から一酸化炭素濃
度を得る精度が高くなり、かつ、高い出力を得ているこ
とから、十分な応答性も期待できることが分かる。ま
た、出力温度域においてガス検知素子の温度を維持して
一酸化炭素ガス吸着を行う定常温度域を設けてある（実
施例２）と、無い場合（実施例３）に比べ、高感度にガ
スを検知することが出来、しかも、無通電の常温域を経
由すること（実施例１）でさらに感度が上昇しているこ
とが分かる。また、このように高感度にガス検知が行え
ることによって、例えば、パージに要する時間を短くし
たとしても（実施例４）、十分高い応答性が維持でき、
迅速なガス検知に役立てることができる。
出力とが一次関係式を示すので、出力から一酸化炭素濃
度を得る精度が高くなり、かつ、高い出力を得ているこ
とから、十分な応答性も期待できることが分かる。ま
た、出力温度域においてガス検知素子の温度を維持して
一酸化炭素ガス吸着を行う定常温度域を設けてある（実
施例２）と、無い場合（実施例３）に比べ、高感度にガ
スを検知することが出来、しかも、無通電の常温域を経
由すること（実施例１）でさらに感度が上昇しているこ
とが分かる。また、このように高感度にガス検知が行え
ることによって、例えば、パージに要する時間を短くし
たとしても（実施例４）、十分高い応答性が維持でき、
迅速なガス検知に役立てることができる。
【００１８】尚、実施例１を例に取ると、電源のＯＮ，
ＯＦＦと、ガス検知素子の温度、出力の関係は図４に示
すようになり、各工程を繰り返す中で、前記昇温工程中
の出力は、他のいずれの時期よりも高く、また、図５か
らは、出力のガス濃度依存性、及び、ベース出力（空気
中での出力）との出力比が大きくなっているという新知
見を得ており、高い分離性能を示していることがわか
り、性能の高いガス検知装置となっていることが分か
る。
ＯＦＦと、ガス検知素子の温度、出力の関係は図４に示
すようになり、各工程を繰り返す中で、前記昇温工程中
の出力は、他のいずれの時期よりも高く、また、図５か
らは、出力のガス濃度依存性、及び、ベース出力（空気
中での出力）との出力比が大きくなっているという新知
見を得ており、高い分離性能を示していることがわか
り、性能の高いガス検知装置となっていることが分か
る。
【図１】ガス検知素子の概略図
【図２】ガス検知回路の概略図
【図３】出力のガス濃度依存性を示すグラフ
【図４】加熱制御と、出力、ガス検知素子温度との関係
を示すグラフ
を示すグラフ
【図５】ガス検知装置の周期作動による出力の変化を示
す図
す図
１ 貴金属線 ２ 感応部 ４ 温度制御装置 ５ 出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 昌敏 大阪府大阪市淀川区三津屋中２丁目５番４ 号 新コスモス電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G046 AA11 BA02 BA09 BE02 BE08 BJ02 DC02 DC18 EA03 EA04 EA11 EA18 FB02 FE31 FE34 FE39
Claims (4)
- 【請求項１】 金属酸化物半導体を主成分とするガス感
応部を有するガス検知素子を、昇温工程および降温工程
により複数の温度域にて温度変更可能に構成し、前記被
検知ガスと接触状態に晒しつつ、所定の出力温度域にお
いて得られる前記金属酸化物半導体の抵抗値に基づく出
力から、被検知ガスを検知するガス検知方法であって、 前記ガス検知素子が加熱工程時でかつ前記出力温度域に
なったときの出力から前記被検知ガスを検知するガス検
知方法。 - 【請求項２】 ガス感応部を、前記出力温度域よりも低
温の定常温度域から、前記出力温度域よりも高温のパー
ジ温度域に昇温する昇温工程において出力を得る請求項
１に記載のガス検知方法。 - 【請求項３】 ガス感応部を、加熱しない常温域から前
記出力温度域よりも高温のパージ温度域に昇温する昇温
工程において出力を得る請求項１に記載のガス検知方
法。 - 【請求項４】 金属酸化物半導体を主成分とするガス感
応部を有するガス検知素子を備え、前記ガス検知素子を
加熱する加熱手段を備え、そのガス検知素子の抵抗値を
測定可能なガス検知回路に組み込み、そのガス検知素子
を被検知ガスと接触自在に設けたガス検知装置であっ
て、 前記加熱手段により、前記ガス検知素子を複数の設定温
度域に温度設定可能にする温度制御装置を設け、その設
定温度域のうち、低温の温度域から高温の温度域に昇温
する昇温工程における、前記ガス検知素子が出力温度域
を経由する時の前記金属酸化物半導体の抵抗値に基づき
出力を得る出力部を設けたガス検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22264398A JP3897459B2 (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | ガス濃度検知方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP22264398A JP3897459B2 (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | ガス濃度検知方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055856A true JP2000055856A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3897459B2 JP3897459B2 (ja) | 2007-03-22 |
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|---|---|---|---|
| JP22264398A Expired - Fee Related JP3897459B2 (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | ガス濃度検知方法及び装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3897459B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065988A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | New Cosmos Electric Corp | 半導体式検知装置及びその出力算出方法 |
| JP2008232884A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | U-Tec Kk | ガス検出装置及びガス検出方法 |
-
1998
- 1998-08-06 JP JP22264398A patent/JP3897459B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065988A (ja) * | 2001-08-23 | 2003-03-05 | New Cosmos Electric Corp | 半導体式検知装置及びその出力算出方法 |
| JP2008232884A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | U-Tec Kk | ガス検出装置及びガス検出方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3897459B2 (ja) | 2007-03-22 |
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